新型圧電素子によるポータブル式体外結石破砕システムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63870065
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 桑原 正明 東北大学, 医学部, 助教授 (50006780)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡崎 清 東芝医用技術研究所, 医用電子工学, 主務 ; 相田 聡 東芝総合研究所, 医用電子工学, 研究員 ; 香野 俊一 東北大学, 電気通信研究所音響通信学, 助教授 (60005353) ; 伊勢 秀雄 東北大学, 医学部, 講師 (10150260) ; 吉川 和行 東北大学, 医学部, 助手 (10133977) ; 高山 和喜 東北大学, 高速力学研究所・気体力学, 教授 (40006193)
• Keywords: 体外結石破砕 / 圧電素子 / 尿路結石

Research Abstract

63年度の研究によって以下の事項を明らかにした。
1)新型ピエゾ素子を開発し、まず単一ピエゾ素子について検討した。駆動電圧とそれによって発生する水中衝撃波をフォーカシングした場合の焦点部圧力および圧力波形を測定した。最大圧力はおよそ200barであったが、実験的に結石破砕を施行してみると、破砕には圧力がなお不十分であった。ついでこのエレメントを4個組み込んだ4ーpiece generatorを試作した。この機器ではフォーカス部の圧力は800barに達したが生体に使用する場合には腎までの軟部組織の介在によって80%の減衰が見込まれることから、さらに高出力のgeneratorを製作した。最終的には24ーpiece elementによるgeneratorとなった。この機器ではフォーカス部での圧力は最大1,500barに達したので以後の実験および実用機へ応用の際には基本的には本機を使用することとした。
2)24ーpiece generatorによって発生する衝撃波をホログラフィー干渉計を用いて検討し、フォーカス部におけるその水力学的性質について検討した。また、目的物をtargetingするために超音波を利用することとし、専用の超音波診断装置も同時に試作し、実用性について満足できる結果を得た。
3)本機を用いて衝撃波の照射条件とヒト結石の破砕状態について検討した。その結果、照射頻度は少ないほうが結石は能率的に破砕され、圧力については破砕の域値があることを明らかにした。
4)ヒト結石を手術的に犬腎内に挿入した結石犬で実験をおこない、結石破砕と腎組織損傷について検討した。結石に正確にtargetingした場合には結石が選択的に破砕され腎損傷は軽微であったが、腎にtargetingした場合には腎実質内に血腫が形成された。この血腫形成機序について病理組織学的に検討し、機序を明らかにした。以上の結果、さらに研究を進めることによって本法は近い将来、結石破砕の実用機として充分応用できると思われた。

Research Products

• [Publications] KUWAHARA,M.: Jpn,J.Endourology. 1. 6-9 (1988)
• [Publications] KUWAHARA,M.: J.Lithotripsy and Stone disease. 1. (1989)
• [Publications] Kambe,K.;Kuwahara.M.: Urologia Internationalis. 43. 275-281 (1988)
• [Publications] 庵谷尚正,桑原正明: 日泌尿会誌. (1989)
• [Publications] 庵谷尚正,桑原正明: 日泌尿会誌. (1989)